Способы восстановления земляного полотна

Восстановление насыпи на 37-39 километре может производиться либо с применением бульдозерного комплекса с перемещением грунта из резерва или с применением экскаваторного комплекса с перемещением грунта автосамосвалами из карьера на расстояние до 0,5 км. По удельной трудоемкости работ целесообразно использовать бульдозерный комплекс.

Восстановление земляного полотна на станции А возможно с применением экскаваторного комплекса с перемещением грунта автосамосвалами из карьера на расстояние до 2,5 км.

Засыпка бреши на 6 км возможна тем же способом с возкой грунта на расстояние до 4 км.

Состав бульдозерного комплекса:

основной бульдозер для разработки грунта;

бульдозер для разравнивания грунта;

средства для уплотнения грунта (в том числе землеройно-транспортная техника);

землекопы для выполнения сопутствующих земляных работ. В состав комплекса может входить один бульдозер, обеспечивающий выполнение всех механизированных процессов.

Состав экскаваторного комплекса:

экскаватор и бульдозер;

автосамосвалы: при дальности возки до 2.5 км 7 шт. /экскаватор;
при дальности возки 4.0 км - 8 шт./экскаватор.

Для планировочно-отделочных работ следует применять автогрейдер.

Общий комплекс (состав) работ при ликвидации разрушений земляного полотна

Комплекс работ включает подготовительные, основные и планировочно-отделочные работы. В состав подготовительных работ входит:

разборка пути на участках засыпки воронок и бреши, уборка путевой решетки для обеспечения работы механизированных комплексов;

отвод воды из воронки, уборка грязи и обломков и т.д.;

нарезка уступов на откосе земляного полотна (в случае устройства присыпок);

разбивка границ резерва (карьера) и срезка растительного слоя;

устройство въезда на насыпь;

планировка дна, в том числе уборка валов вокруг 3 воронок, устройство съездов и другие сопутствующие работы.

Состав основных работ включает разработку и перемещение грунта, послойную укладку грунта и уплотнение с последующей планировкой основной площадки и откосов земляного полотна.

Расчеты по обоснованию технологии засыпки воронок на перегоне

При расчистке воронок, примыкающих участков пути от остатков путевой решетки и для засыпки воронки необходимо иметь фронт работ, достаточный для работы бульдозера. Следовательно, для обеспечения минимального фронта работ необходимо разобрать два звена пути по 25 метров, т.е. 50 метров, часть которого в районе воронки (15-20 м) будет разрушена.

Разборка может осуществляться с использованием бульдозера. При этом потребуется выполнить разборку 6 стыков, для чего потребуется по ЕНиР 16-56 всего 6 • 0,2 = 1,2 чел. часа и стаскивание двух звеньев с оси под откос на расстояние до 10 метров Затраты времени работы бульдозера (трактора) по опыту восстановительных поездов составят до 20 минут, включая затраты времени на строповку звена - 5 минут; его стаскивание - 2 минуты и снятие строп - 3 минуты.

Уборка оторвавшихся шпал (до 30% от общего количества шпал, т.е. 40 • 2 • 0,3 = 24 штуки осуществляется вручную (50%) и бульдозером.

Всего для разборки пути потребуется:

20 минут работы бульдозера (0.4 маш. часа);

5.7 чел. часа работы монтеров пути. С учетом устройства въездов.

В воронке для работы бульдозера устраиваются съезды с подъемом от 1:3.5 до 1:5. Их общая длина при глубине воронки 2 м составит до 20 метров. Кроме того должна быть площадка для работы бульдозера с длиной, как минимум две длины машины, т.е. 6-7 метров). Всего длина участка должна быть не менее 32 метров.

Удаление воды из воронки целесообразно осуществлять при помощи бульдозера с устройством прорези в насыпи в низовую сторону. При ширине ножа бульдозера равной 4 метрам, объем прорези длиной 5-6 метров составляет до 25 м. Для этой цели потребуется затратить до 0.1 маш/часа работы бульдозера (ЕНиР 1-22, табл. 2, п.б).

В последующем прорезь должна засыпаться фунтом, что должно учитываться в объемах земляных работ (25 м³) при восстановлении земляного полотна.

Устройство въезда с подъемом 1:5

Крутизна въезда при работе бульдозера на подъем должна быть, как правило, не более 10°, что соответствует крутизне 1:5. При этом производительность бульдозера снижается на 20%. Объем дополнительных земляных работ, связанных с устройством въезда, определяется по специальным таблицам или на основании приближенной зависимости:

= 6 • Н² + 2,5 Н³ (м1),

 

где: V - объем въезда, м³;

Н - высота въезда, м;

Для насыпи этот объем составит 44 м.

Земляные работы при устройстве въезда целесообразно производить в два этапа. На первом этапе устанавливается въезд для подачи грунта в нижнюю часть воронки, т.е. на высоту до 1,5 метров. Объем земляных работ I этапа составит:= (6 • 2²+ 2,5 • 2³)= 44 м³,

а среднее расстояние перемещения груза составит до 10 метров. Для выполнения этой работы потребуется 0,1 маш/смены работы бульдозера. Устройство въезда следует включить в основные земляные работы, так как технологически они связаны. Объём резерва для насыпи воронок на перегоне: Vрез=20+25+44=89 м³

Снятие растительного слоя в резерве.

Площадь резерва определяется из расчета забора грунта для:

засыпки воронки - 20 м³;

засыпки прорези - 25 м³;

устройства съезда - 44 м³.

Земляные работы для засыпки одной воронки составляют - 99, м³, а для засыпки 5 воронок - 495 м³.

При толщине съема фунта в резерве до 1 метра, т.е. на 0,5 метра выше уровня грунтовых вод, его площадь должна быть не менее 500 м². В этом случае длина и ширина площадки должна быть не менее 10 метров. По технологии земляных работ при заборе грунта ножом бульдозера при прямоугольной схеме зарезания ножа потребуется до 6 -10 метров; для клиновой схемы 6-6,5 метров; для гребенчатой схемы - 6 - 8 метров.

Для срезки растительного слоя (грунт II группы) толщиной до 30 см, на площади 99 м³, при дальности его перемещения до 10 метров, по HI 1иР 2-1-22 потребуется 0,12 маш/часа работы бульдозера.

Разработка и перемещение грунта в воронку и прорезь

Работа начинается с устройства съездов в воронку и срезки валиков вокруг воронки в объеме 7 м³.

Объем срезки грунта при устройстве съездов определяется на основании расчетной схемы и составит 44 м³.

Общий объем земляных работ составит 51 м³ при дальности перемещения грунта II группы, которая не превышает 10 метров. Для выполнения работ бульдозером потребуется 0.22 маш/ часа.

Грунт из валиков и от срезки части насыпи в местах устройства съездов укладывается в нижнюю часть воронки послойно, заполняя ее на «высоту» «h_ср» (рис. 3.2). Высота «h_ср» определяется из условия, что объем конуса высотой h_ср с основанием d равен общему объему земляных работ при срезке и уборке валиков грунта.

По условию примерного подобия геометрических фигур, определяющих объем общей выработки и объем нижней части воронки, засыпаемой грунтом из резерва, величина h_ср, составляет примерно 1.2 метра.

Грунт при срезке укладывается в нижнюю часть воронки по слоям толщиной не более 0,3 метра. Всего потребуется уложить 4 слоя грунта общей площадью 180 м². Принимаем площадь разравнивания грунта 180 м².

Учитывая, что срезка грунта и его укладка на дно воронки с послойным разравниванием осуществляется одним и тем же бульдозером, общая потребность в ресурсах составит 0.78 маш.-часа (принимаем 0.8 маш. часа). Засыпка верхней части воронки осуществляется фунтом из резерва в объеме 67 м³ с наращиванием въезда до полной высоты насыпи. Дальность перемещения грунта составит до 30 метров.

Всего потребуется разработать и переместить 500 м³ грунта II группы с затратами по ЕНиР 2-1 1.14 маш. часа. Грунт укладывается слоями толщиной 0,3 м с четырехкратной обкаткой каждого слоя бульдозером при планировке. Общая площадь слоев составит 300 м². Всего потребуется по ЕНиР 2-1-28 и 1-35 0.76 маш. часа работы бульдозера.

Всего для выполнения бульдозерных работ потребуется. 1,9 маш. часа работы бульдозерного комплекса.

Уплотнение грунта при засыпке

При работе бульдозера возможно лишь частичное уплотнение грунта. Так, при 4-кратном проходе бульдозера ДЗ-28 в процессе разравнивания суглинка остаточное разрыхление грунта составит 10%, что примерно в 2 раза превышает остаточное разрыхление при требуемой плотности (К=0.9). Тогда расчетная осадка грунта в насыпи для суглинков (при К=0,9) составит 2-5% при естественной влажности суглинков. Таким образом, осадка насыпи при глубине воронки до 2 метров в процессе эксплуатации восстановленного земляного полотна составит около 10 см.

Необходимо учесть, что при возведении насыпи во избежание излишнего перерасхода балласта, допускается отклонение в уровне основной площадки земляного полотна не более 5 см. Следовательно, при засыпке воронки на участке 20 метров превышение высоты должно составлять не более 5 см. В этом случае последующая возможная осадка пути будет компенсироваться за счет балласта.

В этом случае последующая подъемка пути возможна с использованием балласта без угрозы образования водяного мешка, т.к. понижение составит до 5 см относительно проектных отметок земляного полотна по оси пути. При этом сливная призма в основном сохранится, а водоотвод из-под балластной призмы будет обеспечиваться.

При засыпке воронки потребуется 3,5 часа работы бульдозера, включая окончательную планировку сливной призмы в объеме 300 м.

Для уборки путевой решетки и отдельных шпал потребуется команда не менее 4 человек, которая также должна выполнить неучтенные ручные земляные работы, особенно при окончательной планировке основной площадки насыпи.